焊接结构制造技术与装备 教学课件 作者 宗培言 第23讲　第6章 典型焊接结②6.1.2.ppt

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1、6.1.2薄壁圆柱形容器的制造㈠圆柱形容器的结构特点1.筒体筒体是压力容器的主要组成部分，对圆柱形筒体来说，其结构方式又可分为整体式和组合式两种。⑴整体式筒体结构形式：单层卷焊、整体锻造、电渣重熔等。特点：结构简单，制造方便，材料利用率和生产的自动化程度高；用于低压、中压容器上。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造⑵组合式筒体一般由多层包扎、多层热套、多层绕板等方法来制作；多层包扎容器应用最为广泛。①多层包扎容器选用13～20mm厚钢板卷制内筒再将6～12mm的层板预弯成半圆形或瓦块形，用钢丝绳扎紧定位施焊，使其固定在内筒上，经多层包扎达到设计厚度，最后将筒节和封头相互组焊成容器

2、。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造②多层热套容器用25～50mm的中厚板制作内筒和各外筒，将外层筒加热膨胀后套入内筒，达到过盈配合，依次套入各层，直至达到设计厚度。再将筒体与封头组焊成容器，后经退火热处理，消除套合应力和焊接应力。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造组合式筒体的特点：Ⅰ同样厚度条件下，比整体式安全性高；Ⅱ纵焊缝错开分布，单条焊缝缺陷对整体影响小；Ⅲ内外筒体中用不同的材料制作，故可节省贵重材料；Ⅳ多层容器之厚度不受原材料规格的限制。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造㈡薄壁圆柱形容器的制造图6-4典型薄壁圆柱形容器结构6.1.2薄壁圆柱形容器的制造薄壁容器一般是指壁厚与直径

3、之比很小的容器。此类容器具有结构成熟、设计理论较完善；工艺成熟，工艺路线（流程）简单；可利用热处理方法提高材料的性能等优点。薄壁容器的制造难点是：焊接变形的控制，尤其是壳体的波浪变形和焊接区的棱角（失稳变形）；焊缝质量要求高；重要结构（如航天用壳体等）还要求很高的密封性。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造薄壁卷制容器的生产过程主要有：1.焊前准备；2.制定工艺流程；3.备料加工；4.装配和焊接；5.检验及成品加工等。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造1.焊前准备⑴产品加工前应熟悉图纸和技术要求。⑵压力容器用钢一般均经过各种焊接性试验，以确定与之匹配的焊接材料和焊接工艺的适应性。⑶压

4、力容器用钢还应当具有适应各种形式热处理的特性。⑷沸腾钢一般不允许作为压力容器用钢。⑸所有焊接工艺规范参数均应由焊接工艺评定来确定。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造2.制定工艺流程图典型产品的工艺流程一般如图6-5所示。值得注意的是，除了无损探伤外，其实每个生产环节也都应贯穿着质量控制（检验）工作。另外，封头直径较小时，可用一块钢板制成，无需拼接工艺。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造图6-5典型单层卷制薄壁容器生产工艺流程图6.1.2薄壁圆柱形容器的制造3.备料加工备料加工就是各种零、部件毛坯料的准备过程。⑴筒节的备料加工首先应对所用母材进行复检，内容包括化学成分、各种力学性能、

5、表面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的检验。一般采取抽检的方法，抽检的百分比由容器的种类决定。钢板的选用、复检内容和比例，请参阅GB150－1998之“4材料”部分的规定。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造划线前要进行展开，可采用计算展开法，考虑壁厚因素，一般按中径展开。具体展开公式如下：式中L——筒节毛坯展开长度（mm）；Dg——容器公称直径（mm）；δ——容器壁厚（mm）；S——加工余量（包括切割余量、刨边余量和焊接收缩量等）（mm），如两侧均需刨边，则取10mm～15mm。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造划线后进行下料加工。薄板和宽度较小的毛坯料可用剪板机剪切下料；中厚板（8m

6、m～30mm）的低碳钢和低合金钢板多采用气体火焰切割。奥氏体不锈钢板和铜、铝等有色金属及其合金，则需采用等离子弧切割。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造现在，由于数控切割机的普及，实际上人工划线工序已被省略，只需将尺寸数据输入数控切割机即可完成划线工序的工作。毛坯料切割好后，要进行坡口的加工，一般采用刨边机完成此工作。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造⑵封头的备料加工母材的复检合格后，进行划线下料。倘若封头毛坯直径较大，由于板材宽度的限制，需进行毛坯料的拼接，要求拼接焊缝必须焊透。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造4.成形加工⑴筒节的卷制可选用三辊或四辊卷板机，对已加工好的筒节毛坯料进

7、行卷制加工。对厚度超过20mm的高强钢可考虑热卷。要保证筒节的卷制质量，不可以产生错口、鼓形、锥形及椭圆等缺陷。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造⑵封头的成形封头的成形方法主要有三种，即：①借助于胎、模具的冲压成形；②旋压成形；③爆炸成形。以使用冲压成形（也称压制或压延）方法具多。6.1.2薄壁圆柱形容器的制造对于直径3000mm左右的低碳钢和低合金钢中厚板封头，常采用1000t～1500t四柱式液压机进行压制。考虑到常温下压制（冷压）时母材变形抗力较大等因素，多采用加热后压制（热压）的方法来加工封头，加热温度为母材金